New Quaternary Compounds R3Ni0.5SiS7 (R – Y, Sm, La)  with the La3Mn0.5SiS7 Structure

Олександр Смітюх; Олег Марчук

doi:10.15330/pcss.23.4.640-646

Автор(и)

Олександр Смітюх Волинський національний університет імені Лесі Українки, Луцьк, Україна
Олег Марчук Волинський національний університет імені Лесі Українки, Луцьк, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.23.4.640-646

Ключові слова:

тетрарні сульфіди, РЗМ, кристалічна структура, рентгенівський метод порошку

Анотація

Сульфіди Y₃Ni_0.5SiS₇, Sm₃Ni_0.5SiS₇ і La₃Ni_0.5SiS₇ утворюються у системах Y₂S₃ – NiS – SiS₂, Sm₂S₃ – NiS – SiS₂ і La₂S₃ – NiS – SiS₂ відповідно, для яких за температури 770 К побудовано ізотермічні перерізи. Кристалічна структура сульфідів Y₃Ni_0.5SiS₇ (а = 0.97643(4) нм; с = 0.56377(4) нм), Sm₃Ni_0.5SiS₇ (а = 0.99599(8) нм; с = 0.56583(5) нм) і La₃Ni_0.5SiS₇ (а = 1.02830(6) нм; с = 0.57412(4) нм) вивчена рентґенівським методом порошку. Їх структура належить до структурного типу La₃Mn_0.5SitS₇ (space group Р6₃; Pearson symbol hP23,). У структурі вивчених сульфідів атоми Y, Sm і La розташовані в ПСТ 6с і разом з атомами сульфуру формують тригональні призми із двома додатковими атомами. Атоми Ni розташовані в ПСТ 2а (КЗП = 0.5) і для них характерним є октаедричне оточення з атомів сульфуру. Для атомів Si (ПСТ 2b) характерним є КЧ = 4. Центровані атомами Ni октаедри утворюють нескінченні ланцюжки [Ni 6S]_n.

Посилання

Fu Huiying, Environmentally friendly and earth-abundant colloidal chalcogenide nanocrystals for photovoltaic applications, J. Mater. Chem. C. 6(3), 414 (2018).

F.F. Jaldurgam, Z. Ahmad, F. Touati. Low-Toxic, Earth-Abundant Nanostructured Materials for Thermoelectric Applications, Nanomaterials 11(4), 895 (2021); https://doi.org/10.3390/nano11040895.

M.R. Huch, L.D. Gulay, I.D. Olekseyuk, Crystal structures of the R3Mg0.5GeS7 (R = Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho and Er) compounds, J. Alloys Compd. 424, 114 (2006); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.12.025.

L.D. Gulay, M. Daszkiewicz, M.R. Huch, A. Pietraszko, Ce3Mg0.5GeS7 from single-crystal data Acta Cryst., Sect. E. 63, i187 (2007); https://doi.org/10.1107/S1600536807048593.

O.M. Strok, M. Daszkiewicz, L.D. Gulay, Crystal structure of R3Mg0.5DSe7 (R = Ce, Pr; D = Si, Ge), Chem. Met. Alloys. 8, 16 (2015).

J. He, Z. Wang, X. Zhang, Y. Cheng, Y. Gong, X. Lai, C. Zheng, J. Lin, F. Huang, Synthesis, structure, magnetic and photoelectric properties of Ln3M0.5M′Se7 (Ln = La, Ce, Sm; M = Fe, Mn; M′ = Si, Ge) and La3MnGaSe7, RSC Adv. 5, 52629 (2015); https://doi.org/10.1039/C5RA05629B.

Y. Pei, X. Shi, A. LaLonde, H. Wang, L. Chen, G.J. Snyder, Convergence of electronic bands for high performance bulk thermoelectric, Nature 473, 66 (2011); https://doi.org/10.1038/nature09996

F.Q. Huang, P. Brazis, C.R. Kannewurf, J.A. Ibers, Syntheses, Structures, and Physical Properties of the New Quaternary Rare-Earth Chalcogenides RbNd2CuS4, RbSm2CuS4, CsLa2CuSe4, CsSm2CuSe4, RbEr2Cu3S5, CsGd2Ag3Se5, CsTb2Ag3Se5, and Rb2Gd4Cu4S9, Am. Chem. Soc. 122, 80 (2000); https://doi.org/10.1006/jssc.2001.9110.

L.D. Gulay, D. Kaczorowski, A. Szajek, A. Pietraszko, Crystal and electronic structure and magnetic properties of CeRhPb, J. Phys. Chem. Solids 69 (8), 1934 (2009); https://doi.org/ff10.1016/j.jpcs.2008.01.020.

L. Akselrud, Yu. Grin, WinCSD: software package for crystallographic calculations (Version 4), J. Appl. Cryst. 47(2), 803 (2014); https://doi.org/10.1107/S1600576714001058.

K. Momma, F. Izumi, VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, J. Appl. Crystallogr. 44, 1272 (2011); https://doi.org/10.1107/S0021889811038970.

A. Michelet, J. Flahaut, Chimie minerale. Sur de nouvelles familles de composes forms par les sulfures des terres rares avec le sulfure de germanium ou le sulfure de silicium, C.R. Acad. Sci. 268, 326 (1969).

G. Perez, M. Duale, Chimie minerale. Sur une nouvelle famille de combinaisons sulfurees des terres rares de formule generale Ln4Si3S12 (Ln = Ce-Gd), С.R. Acad. Sci. 269, 984 (1969).

A. Michelet, G. Perez, J. Etienne, M. Darriet-Duale, Sur Une Nouvelle Famille de Combinaisons Des Terres Rares de Formules Ln2SiS5 (Ln = La à Nd) et Ln2GeS5 (Ln = La), C.R. Acad. Sci. 271, 513 (1970).

M. Daszkiewicz, L.D. Gulay, I.R. Ruda, O.V. Marchuk, A. Pietraszko, La2SiS5, Acta Cryst. Sect. E. 63(12), i197 (2007).

O.M. Aliev, G.G. Khasaev, T.Kh. Kurbanov, Synthesis and physicochemical study of the Me2+Ln4S7(Se7) type compounds, Bull. Soc. Chim. Fr. 1, 26 (1986).

G. Collin, P. Laruelle, Structure cristalline de. La6MnSi2S14, C.R. Seances l'Acad. Sci. 270, 410 (1970).

O. Marchuk, O. Smitiukh, Crystal structure of sulfides R3Co(Ni)0,5SiS7 (R – Ce, Pr), Proceedings of the Taras Shevchenko Scientific Society. Chemical sciences. LXVI, 134 (2021) (In Ukrainian).

Kh.O. Melnychuk, M. M. Poznanska, O.V. Marchuk, L.D. Hulai, Modern Chemical Problems: a collection of report abstracts of II International scientific conference of students, postgraduates, and young scientists, 19–21 March 2019, Vinnytsia city / Vasyl Stus Donetsk National University: (edited by O.M. Shendryk) Vinnytsia, 2019, 248 s (In Ukrainian).

Kh.O. Melnychuk, O.V. Marchuk, L.D. Hulai, The crystal structure of Tb3Ga1.67S7, Scientific bulletin of Chernivtsi University, Chemistry series, 781, 80 (2016) (In Ukrainian).

Kh.O. Melnychuk, O.V. Marchuk, L.D. Hulai, The crystal structure of Ho3Ni0.5SiS7 Scientific bulletin of Uzhhorod National University, Chemistry series 2(36), 10 (2016) (In Ukrainian).

Kh.O. Melnychuk, O.V. Marchuk, I.D. Olekseyuk, L.D. Hulai, The NiS – Er2S3 – SiS2 system at 770 K Collection of scientific papers. 2(33), 14 (2014) (In Russian).

J. Peters, B. Krebs, Silicon disulphide and silicon diselenide: a reinvestigation, Acta Cryst., Sect. B, 38, 1270 (1982); https://doi.org/10.1107/S0567740882005469.

A.J. Campbell, D.L. Heinz, High pressure acoustic wave velocities and equations of state of the alkali chlorides, J. Phys. Chem. Solids 54, 157 (1993).

T. Schleid, ChemInform Abstract: Crystal Structures of D-Y2S3 and Y2OS2, Eur. J. Solid State Inorg. Chem. 29 (6), 1015-1028 (1992); https://doi.org/10.1002/chin.199308007.

A. Atsushi, Ts. Sachiko, Crystal Structure of Samarium Sesquisulfide, α-Sm2S3, N. Izumi, Anal. Sci. 12(1), 151 (1996); https://doi.org/10.2116/analsci.12.151.

A.A. Eliseev, G.M. Kuz'micheva, Sulfide and fluorosulfides IK-meterials, phase diagrams, structure and properties of sulfides of Gallium, Indium, rare-eart elements, Report of the Academy of Sciences SSSR 246, 1162 (1979) (In Russian).